[发明专利]一种阳离子染料可染聚酯及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子染料可染聚酯及其制备纤维的用途。

背景技术

聚酯中的聚对苯二甲酸乙二醇酯拥有突出的性能，广泛应用于纤维、薄膜等领域，特别是服饰、产业资材领域。

根据用途不同聚酯纤维的染色方法有很多，但是普通的聚酯纤维由于其分子结构的原因很难被染色，使用分散染料染色的时候，需要130℃的高温，对于阳离子染料就更困难了。

提高聚酯纤维的染色性能，特别赋予聚酯纤维具有阳离子染料可染性能的课题已经有很长的时间的研究了。其中，通过共聚合技术来改善聚合物特性是主要的手段之一。例如：特开昭57-57054号公报，通过在聚合过程中添加间苯二甲酸乙二醇酯-5-磺酸钠(SIPE)，从而制备阳离子染料可染的聚酯。此方法生产聚酯每批次之间有差异，影响聚酯的最终性能，同时生产效率较低。CN100497772公告了一种连续生产阳离子染料可染聚酯的制备方法，此方法为连续生产法，生产得到的聚酯性能稳定，但是连续聚合设备的投资大，设备灵活性差。对于灵活应用现有的连续聚合设备与釜式聚合设备生产聚酯更是鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异的阳离子染料可染性且成本低的共聚酯。

为了解决阳离子染料可染聚酯生产效率低下，降低生产成本，最大限度的利用现有设备，同时赋予聚酯纤维优异的物性，本发明通过深入研究，通过由含硫元素成分的阳离子染料可染聚酯母粒与基体聚酯在带有混合器的设备中熔融混合而制备，其中在阳离子染料可染聚酯母粒中还含有相对于母粒重量0.2～10wt％且分子量小于5000的相容剂，通过这个技术解决通常聚酯母粒与聚酯混和后物性低下的问题。

本发明的阳离子染料可染聚酯是由硫元素成分含量为0.6～3wt％的阳离子染料可染聚酯母粒与基体聚酯在带有混合器的设备中熔融混合而制备，其中阳离子可染聚酯母粒中还含有相对于母粒重量0.2～10wt％的分子量小于5000的相容剂。

本发明中阳离子染料可染聚酯母粒中硫元素成分含量为0.6～3wt％，母粒中硫元素成分含量为0.6wt％以下是与聚酯共混时需要较大的母粒切片量，从而生产效率低下，而S元素成分含量为3wt％以上时，则会在母粒的生产时带来为聚合控制困难、母粒脆化等性能低下的问题。

本发明中其中阳离子染料可染性聚酯中硫元素成分的含量相对于聚酯总重优选为0.1％～0.5％。若小于0.1％则会带来聚酯的阳离子可染性能下降，上染率不够等问题，而大于0.5％时则会带来聚酯的其他物性下降太多，从而大大限制了最终产品的应用。

本发明中阳离子染料可染聚酯母粒是由含间苯二甲酸磺酸盐单元与芳香族二元酸单元和二元醇单元共聚而成。

含间苯二甲酸磺酸盐单元的单体可以用式(1)进行表示：

其中R为氢，或者是碳原子数为1～10的烷基，X可以为碱金属、季磷酸盐或者季铵盐，其中的季磷盐或者季铵盐中的四个取代基可以相同的基团，也可以是不同的基团。

式(1)具体可以列举的含间苯二甲酸磺酸盐的单体可以列举有：间苯二甲酸-5-磺酸钠、间苯二甲酸-5-磺酸锂、间苯二甲酸-5-磺酸钾、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸锂、间苯二甲酸二乙二醇酯-5-磺酸钾、间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠、间苯二甲酸二乙酯-5-磺酸钠、还可以是间苯二甲酸-5-磺酸丁基三苯基磷盐、间苯二甲酸-5-磺酸四丁基季磷盐、间苯二甲酸-5-磺酸乙基三丁基磷盐、间苯二甲酸-5-磺酸卞基三丁基磷盐、间苯二甲酸-5-磺酸四苯基磷盐、间苯二甲酸-5-磺酸丁基三苯基磷盐、间苯二甲酸-5-磺酸卞基三苯基磷盐等。可以是其中的一种或几种。

本发明中其中阳离子染料可染聚酯母粒优选为含间苯二甲酸磺酸盐单元的聚对苯二甲酸乙二醇酯或含间苯二甲酸磺酸盐单元的聚对苯二甲酸丁二醇酯。阳离子染料可染聚酯母粒的合成，可以使用通常的聚酯聚合方法，例如直接酯化法或酯交换法，使用的聚合设备可以是釜式间歇聚合设备或连续聚合设备。生产工艺可以是各种原料首先进行酯化或酯交换反应，得到聚酯的低聚物，之后在高温高真空条件下进一步反应脱出去小分子量二醇得到聚酯母粒。其中含间苯二甲酸磺酸盐的单元可以是在酯化或酯交换时加入，也可以是在缩聚前的阶段加入。从而制备得到含硫元素的阳离子染料可染的聚酯母粒。